Im Winter 2021–2022 erlebte Norwegen mehrere extreme Wetterereignisse, die in den Wäldern des Landes verheerende Schäden anrichteten. Diese Stürme führten zu Stromausfällen in Tausenden von Haushalten und zur Zerstörung von bis zu 2,8 Millionen Kubikmetern Wald, hauptsächlich durch Windwurf. Über 15.000 Hektar Bäume wurden entwurzelt. Das Resultat war die größte dokumentierte Zerstörung von Wald in der neueren Geschichte Norwegens.
Die Bedrohung durch umgestürzte Bäume
Die umgestürzten Bäume bedeuteten nicht nur einen erheblichen wirtschaftlichen Verlust an erntefähigem Holz – die genannten 2,8 Millionen Kubikmeter entsprechen der Gesamtmenge des umgestürzten Nutzholzes –, sondern auch eine Bedrohung für die langfristige Gesundheit des Waldes. Umgestürzte Bäume, die zum Trocknen und Verrotten im Wald liegen bleiben, sind Brutstätten für Borkenkäfer und stellen ein erhöhtes Risiko für Waldbrände, Dürreschäden und andere Probleme dar, die den Wert der Wälder beeinträchtigen.
Um diese Verluste zu begrenzen, mussten die geschädigten Flächen und das Holz so schnell wie möglich abgeerntet und geräumt werden. Ein wichtiger Schritt, um Waldarbeiter-Teams mit ihren Holzerntemaschinen Orientierung zu geben, ist die Kartierung des Waldes.
Die Kartierung dieser Gebiete mit Hubschraubern ist jedoch sehr teuer. Und das Betreten von Wäldern mit vielen durch Windwurf umgestürzten Bäumen ist sehr gefährlich – die Bäume liegen oft unter Spannung und können jederzeit „aufspringen“, was eine große Gefahr für alle darstellt, die in diesem Gebiet arbeiten.
Eine auf Drohnen gestützte Lösung
Biodrone, ein norwegischer Anbieter von Drohnendienstleistungen, wurde von Allskog, einem Zweig des norwegischen Verbandes der Waldbesitzer mit Sitz in Trondheim, und Skogbrand, einer Forstversicherungsagentur in Oslo, gebeten, die geschädigten Gebiete mithilfe von Drohnentechnologie zu kartieren. Biodrone hat sich auf die Bereitstellung professioneller Drohnendienstleistungen in den Bereichen Forstwirtschaft, Landwirtschaft und Naturmanagement spezialisiert.
Das Unternehmen nutzte eine Drohne Matrice 300 RTK in Kombination mit Photogrammmetrie und KI, um seinen Kunden genaue Karten der beschädigten Bereiche zu liefern, einschließlich der Position und Menge des Holzes.
Die Matrice 300 RTK bot Biodrone mehrere Vorteile. Als Drohnenbetreiber einer speziellen Kategorie gemäß EASA-Vorschriften darf das Unternehmen in einer Höhe von 1.500 ft AGL (457 m über dem Boden) fliegen, was in Verbindung mit der langen Flugzeit der Drohne eine Kartierung von bis zu 650 Hektar pro Stunde erlaubt. Dadurch war es möglich, den Kartierungsprozess zu beschleunigen und große Gebiete schnell und effizient zu erfassen. In solchen Höhen sind die Winde stärker als am Boden, aber dank der Robustheit der M300 und ihrer Windstabilität von 15 m/s war das Team in der Lage, die Gebiete ohne Unterbrechung zu kartieren.
Obwohl 457 Meter für Drohneneinsätze sehr hoch sind, konnte Biodrone dank des leistungsstarken Sensors der P1 einen Bodenabtastungsabstand von 5,6 cm/px erreichen.
DJI Terra für die Forstwirtschaft
Für die Verarbeitung der hochwertigen Bilder, die von der Zenmuse P1 Kamera aufgenommen wurden, nutzte Biodrone DJI Terra, eine leistungsstarke Software für Photogrammmetrie und Kartierung. Mit DJI Terra konnte das Team genaue und detaillierte Orthomosaike der beschädigten Gebiete erstellen.
DJI Terra ist außergewöhnlich schnell. Die Verarbeitung des Datensatzes mit über 7.500 42-MP-Bildern dauerte nur 5,5 Stunden – Atilla Haugen, General Manager, Biodrone
KI-Portal von Biodrone
Die Orthomosaike wurden dann in das KI-Portal von Biodrone hochgeladen, wo die Daten mithilfe von Deep Learning-Algorithmen analysiert wurden.
Das KI-Portal von Biodrone wurde speziell für forstwirtschaftliche Anwendungen entwickelt und nutzt moderne Techniken des maschinellen Lernens, um geschädigte Gebiete zu identifizieren und die Position und Menge des Holzes zu ermitteln.
Mithilfe des KI-Portals von Biodrone zur Lokalisierung der geschädigten Waldgebiete konnte das Unternehmen seinen Kunden einen Überblick über die genaue Lage und Fläche des Windwurfs geben.
Die vom KI-Portal empfangenen Ergebnisse sind georeferenziert. Das heißt, der genaue Ort des Schadens konnte ganz einfach in den entsprechenden Geräten der Holzerntemaschinen angezeigt werden. Dazu lädt man die Ergebnisse vom Portal als Geojson-Datei herunter und lädt sie in das Terminal der Holzerntemaschine.
Das Portal kann auch Orthomosaike als WMS, WFS oder WMTS ausgeben, die auf dem Terminal der Erntemaschine als separate Karte angezeigt werden. So kann der Bediener der Maschine den Einsatz im Detail planen, um effizienter und präziser zu arbeiten.
Diese Ergebnisse ermöglichten es den Teams mit den Erntemaschinen, ihre Arbeit effizienter zu planen und sicherzustellen, dass sie den gesamten geschädigten Wald abdeckten und dabei die mit der Arbeit in diesen Gebieten verbundenen Risiken minimieren konnten.
Mit dem KI-Portal von Biodrone können Sie ganz einfach ein KI-Modell auswählen und es mit den Daten ausführen. Über die Plattform können Sie neue KI-Modelle erstellen und sie auf die Erkennung beliebiger Objekte trainieren, solange sie im Orthomosaik von Terra sichtbar sind.
Drohnen und KI entwickeln die Forstwirtschaft weiter
Trotz der Herausforderungen, die das bergige Gelände in einigen Gebieten mit sich brachte, konnte Biodrone das Kartierungsprojekt effizient und reibungslos abschließen. Durch den Einsatz von Drohnen konnte man die beschädigten Gebiete schnell und sicher kartieren und den Kunden helfen, das Holz zu ernten, bevor weitere Schäden auftreten konnten.
Insgesamt unterstreicht dieses Projekt die Vorteile des Einsatzes von Drohnentechnologie in der Forstwirtschaft, insbesondere in Krisensituationen wie den extremen Wetterereignissen der Jahre 2021–2022 in Norwegen. Das Know-how von Biodrone auf dem Gebiet der Drohnendienstleistungen in Verbindung mit dem Einsatz von KI und modernster Drohnentechnologie versetzte das Unternehmen in die Lage, seinen Kunden präzise Karten der betroffenen Gebiete vorzulegen und so weitere Verluste in der Forstwirtschaft zu verhindern.
